鉅大LARGE | 點擊量:836次 | 2020年11月13日
怎么樣使鋰離子電池更安全?
為了防止鋰離子電池過熱,甚至爆炸,除了確保安全的生產環境和工藝外,鋰離子電池的安全設計、鋰離子電池的材料安全以及鋰離子電池的使用細節也是確保鋰離子電池安全的關鍵因素。1.安全設計
①鋰離子電池內部采用開關原件。在電池內部溫度上升時,阻值隨之上升,溫度過高后停止放電,防止過度放電的情況。
②設置電池出氣孔。在電池內壓上升到一定程度后出氣孔自動打開,保持內壓的平衡,防止電池炸裂的情況出現。
2、材料安全
①優化電解質體系。目前電解液重要為有機溶劑,難以承受4.5伏以上的高電壓,容易分解出現氣體,造成電池氣脹、破裂或爆炸。同時,充電狀態下的正負極材料本身也很活潑,如鈷酸鋰之類的正極材料在過充電或受熱狀態下容易發生結構坍塌,并出現顯著的熱效應,而含有機溶劑的鋰化石墨負極在接觸空氣時也容易燃燒。
極性有機溶劑電解液難以保障動力鋰離子電池的安全性,而現有的離子液體要么電化學窗口不夠寬,要么相對分子質量和黏度太大,尚不能完全替代有機溶劑。因此,發展低溶劑或無溶劑的聚合物電解質、無機有機復合電解質或無機固體電解質是提高電池安全性的根本舉措。
②提高負極嵌鋰電位
目前使用的鋰離子電池重要以石墨基材料作為負極,其嵌鋰電位接近金屬鋰的析出電位,在快速充電時容易造成金屬鋰析出,常以鋰枝晶或鋰粉末狀態存在,前者會使電池內短路,后者會加速電解液分解或與空氣接觸發生燃燒。提高負極的嵌鋰電位能有效改善電池的安全性和循環使用壽命。
與石墨基負極材料相比,能提高電極電位的材料有硬碳、硅、錫、鈦酸鋰等。
③選擇適當材質的正負極隔板材質
在溫度上升一定程度后,正負極隔板材料自動溶解,防止鋰離子通過,停止內部的充放電反應。
④選用合格的膠黏劑
粘結劑不合格,出現掉粉,形成毛刺造成隔膜穿刺,內部短路,最后導致鋰離子電池爆炸。
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